【正文】 動 集中驅(qū)動 大皮帶輪 大皮帶輪 ⑶ 盡量減小機構(gòu)的尺寸 在滿足工作要求的前提下 ， 希望機械結(jié)構(gòu)緊湊 、 尺寸小 、重量輕 。 設(shè)計原則 ⑴ 滿足執(zhí)行構(gòu)件所需的運動形式 、 運動規(guī)律或運動軌跡方面的要求 。 齒輪加工 插 齒 滾 齒 直線運動 曲線運動 復(fù)合運動 往復(fù)擺動 回轉(zhuǎn)運動 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) rpm 由兩個以上單一運動合成 間歇轉(zhuǎn)動 停歇往復(fù)直線運動 停歇單向直線運動 沿可變曲線運動 連續(xù)轉(zhuǎn)動 沿固定曲線運動 往復(fù)直線運動 每分鐘轉(zhuǎn)位次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、運動系數(shù) 每分鐘擺動次數(shù)、轉(zhuǎn)角大小、行程速度變化系數(shù) 每分鐘行程數(shù)、大小、行程速度變化系數(shù) 每次進給量的大小 每循環(huán)停歇次數(shù)、位置、時間、行程大小和工作速度 執(zhí)行構(gòu)件運動形式 3. 執(zhí)行機構(gòu)型式設(shè)計 實現(xiàn)同一種運動 ， 可以選用不同型式的機構(gòu) 。 運動規(guī)律設(shè)計通常是對工藝方法和工藝動作進行分析，把其分解成若干個基本動作。 現(xiàn)代設(shè)計方法的主要特點 ● 研究設(shè)計的全過程 ● 突出設(shè)計者創(chuàng)造性 ● 用系統(tǒng)工程處理人－機－環(huán)境的關(guān)系 ● 尋求最優(yōu)的設(shè)計方案和參數(shù) ● 動態(tài)的 、 精確的分析和計算機械的工作性能 ● 將計算機全面引入設(shè)計全過程 機械設(shè)計常用現(xiàn)代設(shè)計方法 優(yōu)化設(shè)計 可靠性設(shè)計 計算機輔助設(shè)計 有限元法 動態(tài)設(shè)計 虛擬設(shè)計 協(xié)同設(shè)計 一 、 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計 1. 執(zhí)行系統(tǒng)的功能原理設(shè)計 確定產(chǎn)品工作原理的設(shè)計 ， 即根據(jù)機械預(yù)期實現(xiàn)的功能 ，考慮選擇何種工作原理來實現(xiàn)所需的功能要求 。 傳統(tǒng)設(shè)計在長期運用中不斷得到完善 ， 是符合當代技術(shù)水平的有效設(shè)計方法 。 4. 在設(shè)計過程中 ， 注意先總體設(shè)計 ， 后零部件設(shè)計；先概要設(shè)計 ， 后詳細設(shè)計；先運動設(shè)計 ， 后結(jié)構(gòu)設(shè)計 。 機械設(shè)計內(nèi)容繁多 ， 所有的設(shè)計內(nèi)容都要求設(shè)計者將其明確無誤地表達為圖樣或軟件形式 ， 并經(jīng)過制造 、 裝配 ， 才能成為產(chǎn)品 。 二 、 課程設(shè)計的注意事項 1. 機械設(shè)計是一個循序漸進 、 逐步完善和提高的過程 。 6. 主要零部件工作能力設(shè)計 對執(zhí)行系統(tǒng)和傳動系統(tǒng)中的非標準零部件，進行工作能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計。 根據(jù)機械各執(zhí)行構(gòu)件上承受的載荷性質(zhì)和大小 ， 考慮機械系統(tǒng)效率 ， 計算出機械的輸出功率 ， 然后確定原動機應(yīng)有的功率 、 轉(zhuǎn)速 ， 從而選擇適宜的原動機型號 。 機械運動設(shè)計的內(nèi)容包括確定機構(gòu)的主要尺寸，繪制機構(gòu)運動簡圖，分析機構(gòu)運動，繪制機械運動循環(huán)圖等。 完成同一生產(chǎn)任務(wù)的機器 ， 可以有多種工作原理和運動方案 ， 而同一種方案 ， 有可以有不同的組合 。設(shè)計任務(wù)書詳細規(guī)定了機械的用途、主要性能參數(shù)、工作環(huán)境條件、生產(chǎn)指標和成本預(yù)算等。 ⑸ 正確使用課程設(shè)計參考資料和標準規(guī)范，認真計算和繪圖，力求設(shè)計圖樣符合國家標準，計算結(jié)果正確。 機械系統(tǒng)運動方案設(shè)計包括： ⑴ 執(zhí)行系統(tǒng)的方案設(shè)計 ● 根據(jù)機械系統(tǒng)的工作要求 ， 確定執(zhí)行系統(tǒng)的工作原理 ● 擬定工藝動作和執(zhí)行構(gòu)件的運動形式 ● 進行執(zhí)行機構(gòu)的選型與組合 ● 進行執(zhí)行系統(tǒng)的協(xié)調(diào)設(shè)計 ， 繪制工作循環(huán)圖 ● 進行執(zhí)行機構(gòu)的尺度設(shè)計 ， 繪制機構(gòu)運動簡圖 ● 進行機械動力學性能分析 ， 設(shè)計調(diào)速飛輪 ● 對執(zhí)行系統(tǒng)運動方案進行評價與決策 ⑵ 原動機類型的選擇和傳動系統(tǒng)的方案設(shè)計 ● 選擇原動機的類型和主要參數(shù) ， 確定傳動系統(tǒng)的總傳動比 ● 選擇機械傳動裝置的類型 ， 擬定傳動鏈的布置 ， 分配各級傳動比 ， 確定各級傳動機構(gòu)的基本參數(shù) ， 對方案進行評價和決策 ⑶ 執(zhí)行系統(tǒng) 、 傳動系統(tǒng)零部件工作能力和結(jié)構(gòu)設(shè)計 ● 進行執(zhí)行系統(tǒng) 、 傳動系統(tǒng)主要零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計和強度校核計算 三、課程設(shè)計的要求 ⑴ 了解機械產(chǎn)品設(shè)計過程和要求，以機械總體設(shè)計為出發(fā)點，采用系統(tǒng)分析的方法，合理確定機械運動方案和結(jié)構(gòu)布局。機械基礎(chǔ)綜合課程設(shè)計 機械工程學院 秦 偉 一 、 課程設(shè)計的目的 、 機械原理 、 機械設(shè)計是高等學校工科機械類和機電類專業(yè)學生的主干技術(shù)基礎(chǔ)課程 ， 在培養(yǎng)工科學生的綜合素質(zhì) 、機械設(shè)計和創(chuàng)新能力方面占有不可替代的重要地位 。 ⑵ 以所學知識為基礎(chǔ) ， 針對具體設(shè)計題目 ， 充分發(fā)揮自己的主觀能動性 ， 獨立完成課程設(shè)計分配的各項任務(wù) ， 并注意與同組其他同學進行協(xié)商與協(xié)調(diào) 。 ⑹ 在條件許可時 ， 盡可能多采用計算機輔助設(shè)計技術(shù) ，完成課程設(shè)計中分析計算和圖形繪制 。學生應(yīng)首先對設(shè)計題目進行分析，了解設(shè)計任務(wù)和要求。 設(shè)計者應(yīng)根據(jù)具體要求 ， 充分發(fā)揮自己的創(chuàng)造能力 ， 設(shè)計出效率高 、 工作可靠 、 成本低的運動方案 。 在機械運動設(shè)計中，如果經(jīng)過運動分析發(fā)現(xiàn)，所選擇的運動方案沒有滿足或沒有完全滿足預(yù)期的運動要求，應(yīng)修改運動方案，或調(diào)整構(gòu)件尺寸、進行結(jié)構(gòu)變異等，重新對機構(gòu)進行運動分析。 5. 機械傳動系統(tǒng)設(shè)計 機械傳動系統(tǒng)的功能是將原動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩進行傳遞和變換，以滿足執(zhí)行機構(gòu)對速度和力的要求。 設(shè)計時應(yīng)根據(jù)機械零部件的工況條件和主要失效形式，選定零件的材料和熱處理方式，依據(jù)設(shè)計準則，確定其合理的幾何形狀和結(jié)構(gòu)尺寸，繪制機械裝配圖和零件工作圖。是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程 ， 要從機械系統(tǒng)整體需要考慮 。 機構(gòu)設(shè)計 、 工作能力計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計是機械設(shè)計中必備知識和基本技能 ， 同學們應(yīng)自覺加強理論與工程實踐的結(jié)合 ，掌握認識 、 分析 、 解決問題的基本方法 ， 提高設(shè)計能力 。 遇到設(shè)計難點時 ， 要從設(shè)計目標出發(fā) ， 在滿足鞏固能力和工作環(huán)境要求的前提下 ， 首先解決主要矛盾 ， 逐漸化解其他矛盾；提倡使用成熟軟件和計算機輔助設(shè)計 。 傳統(tǒng)設(shè)計是以靜態(tài)分析 、 經(jīng)驗設(shè)計 、 手工勞動為特征的設(shè)計方法 ， 設(shè)計結(jié)果的近似性較大 ， 難以獲得最優(yōu)方案 ,設(shè)計帶有一定的局限性 。 實現(xiàn)某種預(yù)期的功能要求 ， 可以采用多種不同的工作原理 。工藝動作分解的方法不同，所形成的運動方案也不同。 所謂機構(gòu)型式設(shè)計 ， 是指究竟選擇何種機構(gòu)來實現(xiàn)上述運動 。 ⑵ 盡量簡化和縮短運動鏈 ， 選擇較簡單的機構(gòu) 實現(xiàn)同樣的運動要求 ， 應(yīng)盡量采用構(gòu)件數(shù)和運動副數(shù)最少的機構(gòu) 。 機械的尺寸和重量 ， 隨機構(gòu)型式設(shè)計的不同而有較大差別 。缺點是高副元素形狀復(fù)雜且易于磨損 ， 一般用于低速輕載場合 。 機構(gòu)中若有虛約束 ， 則要求提高加工和裝配精度 ， 否則將會產(chǎn)生很大的附加內(nèi)應(yīng)力 ， 甚至會產(chǎn)生楔緊現(xiàn)象而使運動發(fā)生困難 ， 因此應(yīng)盡量避免采用虛約束 。 方法 選擇具有兩個自由度的機構(gòu) ， 將其中一個原動件作為主原動件 ， 驅(qū)動機構(gòu)實現(xiàn)工藝動作所要求的運動 ， 另一個原動件作為調(diào)節(jié)原動件 ， 當調(diào)整到需要位置后 ， 使其固定不動 ，整個機構(gòu)成為具有一個自由度的系統(tǒng) 。 ⑴ 按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運動特性進行機構(gòu)選型 嚙合傳動機構(gòu) 連桿機構(gòu) 傳遞連續(xù)轉(zhuǎn)動機構(gòu) 摩擦傳動機構(gòu) 摩擦輪傳動 蝸桿傳動 鏈傳動 齒輪傳動 平行四邊形機構(gòu) 帶傳動 雙曲柄機構(gòu) 不完全齒輪機構(gòu) 齒輪 — 連桿機構(gòu) 單向間歇 轉(zhuǎn)動機構(gòu) 槽輪機構(gòu) 凸輪式間歇運動機構(gòu) 棘輪機構(gòu) ⑴ 按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運動特性進行機構(gòu)選型 凸輪機構(gòu) 螺旋機構(gòu) 傳遞 往復(fù)運動機構(gòu) 正弦機構(gòu) 多桿機構(gòu) 正切機構(gòu) 曲柄滑塊機構(gòu) 組合機構(gòu) 齒輪齒條機構(gòu) 液壓缸、氣缸 連桿機構(gòu) ⑴ 按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運動特性進行機構(gòu)選型 齒輪 — 連桿組合機構(gòu) 聯(lián)動凸輪機構(gòu) 再現(xiàn)軌跡機構(gòu) 連桿機構(gòu) 凸輪 — 連桿組合機構(gòu) ⑴ 按照執(zhí)行構(gòu)件所需的運動特性進行機構(gòu)選型 ⑵ 按照動作功能分解與組合原理進行機構(gòu)選型 基本機構(gòu)的功能符號 運動形式變換 運動方向 交替變換 運動縮小 運動合成 運動放大 運動分解 運動軸線變向 運動脫離 運動連接 流體 機構(gòu) 摩擦輪 機構(gòu) 齒輪機構(gòu) 螺旋、斜面機構(gòu) 凸輪機構(gòu) 連桿機構(gòu) 流體傳動原理 摩擦傳動原理 嚙合傳動原理 推拉傳動原理 傳動原理 功能 機構(gòu) 舉例 設(shè)計題目 精鍛機主機構(gòu) 總功能 當加壓執(zhí)行構(gòu)件 (沖頭 )上下運動時 ， 能鍛出較高精度的毛坯 。 以擺動導桿機構(gòu)為基本機構(gòu) ， 在導桿延長線上的一點連接一個 RRPⅡ 級 組 ， 形成六桿機構(gòu) ， 增加了執(zhí)行構(gòu)件滑塊的行程 ， 且具有工作行程近似等速的優(yōu)點 。 輸入 輸出 子機構(gòu) II 子機構(gòu) I II型串聯(lián) 后一級子機構(gòu)的主動件為前一級子機構(gòu)的連桿。 復(fù)合式組合 特點 將一個多自由度機構(gòu) (稱基礎(chǔ)機構(gòu) )中的某兩個構(gòu)件的運動用另外一機構(gòu) (稱約束機構(gòu) )將其聯(lián)系起來 ， 使其成為一個單自由度機構(gòu)的組合 。 反饋式組合 特點 多自由度機構(gòu) (稱基礎(chǔ)機構(gòu) )中的一個輸入運動是通過單自由度機構(gòu)從該多自由度機構(gòu)的輸出構(gòu)件回饋的 。 擺動凸輪機構(gòu) 1 2 3 1 2 3 連桿 — 凸輪機構(gòu) 高副低代 運動副變換 例如，轉(zhuǎn)動副變異為移動副、高副變異為低副、低副變異為高副等。 這種協(xié)調(diào)配合圖通常稱為機械的運動循環(huán)圖 ， 作為選擇執(zhí)行機構(gòu)型式和擬定機械運動方案的依據(jù) 。 ? ?0 范成運動 i??0 ?? ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時 ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比 。 ? ?0 執(zhí)行構(gòu)件運動速度的協(xié)調(diào)配合 范成法加工時 ， 刀具與齒坯之間必須保持精確的傳動比 。 90186。 圓周式工作循環(huán)圖 圖示單缸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)圖。 360186。 90186。 餅干 1 3 4 2 M B A 5. 方案 評價與決策 評價指標 ● 系統(tǒng)功能 實現(xiàn)運動規(guī)律或運動軌跡 、 實現(xiàn)工藝動作的準確性 ● 運動性能 運轉(zhuǎn)速度 、 行程可調(diào)性 、 運動精度等 ● 動力性能 承載能力 、 增力特性 、 傳力特性 、 振動噪音等 ● 工作性能 效率高低 、 壽命長短 、 可操作性 、 安全性 、可靠性適用范圍等 ● 經(jīng)濟性 加工難易 、 能耗大小 、 制造成本等 ● 結(jié)構(gòu)緊湊性 尺寸 、 重量 、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜性等 評價方法 評分法 針對評價目標中各個項目 ， 選擇一定的評分標準和總分計分法對方案的優(yōu)劣進行評價 。適用于大功率離心式水泵和通風機等。 氣動馬達 常用原動機的類型及主要特點 可獲得很大的動力和轉(zhuǎn)矩，運動速度和輸出動力、轉(zhuǎn)矩調(diào)整控制方便，易實現(xiàn)復(fù)雜工藝過程的動作要求；但需要有高壓油的供給系統(tǒng)，油溫變化較大時，影響工作穩(wěn)定性；密封不良時，污染工作環(huán)境；液壓系統(tǒng)制造裝配要求高。廣泛用于工業(yè)控制、軍事、航空航天等領(lǐng)域。 第五節(jié) 機械基礎(chǔ)綜合課程 設(shè)計題目 牛頭刨床外形圖 皮帶傳動 (機構(gòu) ) 小皮帶輪 皮帶 3和大皮帶輪4(包括軸 ， 軸承 、機架等 ) 齒輪機構(gòu) 齒輪 6和 10(或 13和 16， 18和 19，36和 37等 ) 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 2. 結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 螺旋機構(gòu) 螺桿 46和螺母 47 擺動導桿機構(gòu) 大齒輪 19(包括銷釘 20)， 滑塊2 導桿 22， 滑塊 24等 凸輪機構(gòu) 凸輪 33和從動件35(包括滾子 34) 2. 結(jié)構(gòu)組成 牛頭刨床結(jié)構(gòu)組成 棘輪機構(gòu) 扇形齒輪 37， 棘爪 3